現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)在陜西西咸新區(qū)灃東新城土地資源調(diào)查中的應(yīng)用

易大林

（陜西省西咸新區(qū)灃東新城自然資源和規(guī)劃局，陜西 西安 710086）

為推動“將陜西西咸新區(qū)灃東新城建設(shè)成為絲綢之路經(jīng)濟帶重要支點、我國向西開放重要樞紐、西部大開發(fā)新引擎和中國特色新型城鎮(zhèn)化”的偉大布局，急需摸清西咸新區(qū)灃東新城土地資源的利用現(xiàn)狀，為進一步制定該區(qū)域中長期發(fā)展戰(zhàn)略提供基礎(chǔ)依據(jù)。針對測繪區(qū)域任務(wù)重、時間緊和精度需求高的基本現(xiàn)狀，本文以該區(qū)域土地資源調(diào)查為例，以衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（CORS系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，分析現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)在大比例尺土地資源調(diào)查中的應(yīng)用，為政府決策提供重要依據(jù)。

1 研究區(qū)基本概況

研究區(qū)位于陜西渭河以南及灃河以東的區(qū)域，是西咸新區(qū)灃東新城成立最早和發(fā)展最快的核心板塊，同時也是陜西省最早托管街道的開發(fā)區(qū)，為合理布局城市生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間，確立了“一軸二帶五板塊”的城市發(fā)展空間格局，需要對陜西西咸新區(qū)灃東新城的土地資源進行調(diào)查測繪，為政府的決策提供依據(jù)。此外，為滿足城市規(guī)劃需要，本次測繪采用數(shù)字化測繪方法，包括平面坐標系統(tǒng)、高程坐標系統(tǒng)等。

2 衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（CORS系統(tǒng)）概況

我國實時動態(tài)定位技術(shù)的快速發(fā)展，推動了我國GPS技術(shù)的快速進步，在城市測繪中占據(jù)了重要的地位。現(xiàn)階段，以多基站網(wǎng)絡(luò)PRK技術(shù)為主建立的連續(xù)運行參考站（簡稱CORS）成為我國定位技術(shù)的主要發(fā)展方向之一[1]。CORS系統(tǒng)是以實時動態(tài)定位技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主的現(xiàn)代化科技產(chǎn)物，一般由基準站網(wǎng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)等組成。截至2019年12月，在西安市內(nèi)先后完成2個CORS基站的建設(shè)，為西咸新區(qū)灃東新城的土地調(diào)查奠定了基礎(chǔ)。單基站CORS定位數(shù)據(jù)的平面精度和高程精度均能夠滿足本次土地資源調(diào)查的精度要求，且有效的服務(wù)范圍可達30 km，能夠滿足西咸新區(qū)灃東新城土地資源調(diào)查中圖根測量、城鎮(zhèn)地籍測量、土地整理測量以及土地界線勘定測量等任務(wù)。此外，使用CORS系統(tǒng)不僅能夠滿足土地資源調(diào)查精度的需求，而且顯著地提高了測量效率，間接地降低了測繪成本。

3 CORS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

3.1 測繪地理信息領(lǐng)域的應(yīng)用

以多基站網(wǎng)絡(luò)PRK技術(shù)為主建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，可向廣大用戶提供實時動態(tài)米級、亞米級和厘米級的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)，完全滿足數(shù)字化、信息化城市建設(shè)的需求，也能夠?qū)崿F(xiàn)三維城市建設(shè)的基本需求，對城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建、城市規(guī)劃等有著積極的作用[2]。因此，將該技術(shù)應(yīng)用于陜西西咸新區(qū)灃東新城城市現(xiàn)代化建設(shè)中，可以逐步實現(xiàn)城市地理信息的社會化服務(wù)，逐步實現(xiàn)城市地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，對提升城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和保障服務(wù)有著積極的推動作用。

3.2 政府公共管理領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著陜西西咸新區(qū)灃東新城城市的快速發(fā)展，城市資源、人口、交通、生態(tài)環(huán)境及金融等均處于高速的變化中，為政府和有關(guān)管理部門的管理帶來了困難。因此，如何實現(xiàn)城市及時、有效和連續(xù)的監(jiān)控管理成為當前威脅城市安全的主要問題之一[3]。此外，隨著信息化程度的提高，社會群體對信息化需求越來越多，涉及的信息化領(lǐng)域也越來越寬泛?；诖?，以連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對城市建設(shè)、環(huán)境保護和交通管理等方面實施動態(tài)監(jiān)管，將連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等有機結(jié)合起來，能夠及時、有效和準確地掌握城市變化動態(tài)，顯著地提高了城市信息化服務(wù)效果，也顯著地提高了城市應(yīng)急事件的處理能力，進而有效確保城市平穩(wěn)發(fā)展。

3.3 交通運輸管理領(lǐng)域的應(yīng)用

城市交通問題是阻礙城市發(fā)展、正常運轉(zhuǎn)的限制因素之一，隨著城市人口、車輛等交通設(shè)施的增多，城市擁堵問題日益凸顯出來，如何提高城市交通運輸管理效率逐漸成為解決城市擁堵問題的關(guān)鍵。眾所周知，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施是十分有限的，無論如何升級、修建均不能滿足人們的需求變化，這就對城市交通樞紐的利用率提出了更高的要求[4]。將連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用于交通運輸管理中，可以實現(xiàn)車輛動態(tài)監(jiān)控、智能導(dǎo)航、車輛信息數(shù)據(jù)采集及綜合分析并發(fā)布動態(tài)變化信息等，有效地保障了城市交通分流、減緩擁堵現(xiàn)狀。此外，該系統(tǒng)的應(yīng)用有助于精確定位、實時定位、移動目標定位，不僅為廣大用戶提供了便利，更是為城市安全保障體系奠定了基礎(chǔ)，促進城市平穩(wěn)發(fā)展。

3.4 水利水電統(tǒng)籌規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用

水利水電工程是關(guān)乎國計民生的重要工程，是保障城市居民用水用電的基礎(chǔ)。將衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)用于水利水電統(tǒng)籌規(guī)劃領(lǐng)域，可以實現(xiàn)高精度、實時動態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和處理，為工程建設(shè)以及后期管理提供了可靠的、實時動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為工程建設(shè)的整體規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)[4]。此外，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于大壩形變監(jiān)測領(lǐng)域，對大壩形變進行動態(tài)監(jiān)測，及時了解大壩的負荷狀況，進而提高大壩的服務(wù)周期和安全性能。

4 聯(lián)合測繪技術(shù)在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用

4.1 控制測量

土地資源調(diào)查中的控制測量按性質(zhì)包括高程控制測量和平面控制測量2個方面，按其作用又可分為首級控制測量和圖根控制測量2個方面，本文劃分方案采用后者。

由于測繪區(qū)域位于CORS系統(tǒng)的全覆蓋區(qū)域，故首級控制測量可以利用單基站RTK方法或者XACORS方法進行測量，其高程控制測量應(yīng)注意：（1）首級高程控制網(wǎng)點的測量可以使用傳統(tǒng)的測量方法，如水準測量、三角高程測量等方法；（2）首級高程控制網(wǎng)中最弱點的高程中誤差的相對起算點應(yīng)小于±20.00 mm；（3）首級高程控制網(wǎng)的測量必須嚴格遵守相關(guān)規(guī)范要求進行。

圖根的測量方法可以使用CORS進行，但是當CORS信號較差時可以采用動態(tài)全球定位系統(tǒng)定位方法、快速靜態(tài)全球定位系統(tǒng)定位方法或?qū)Ь€測量方法建立地籍圖根控制網(wǎng)點。采用CORS或者RTK技術(shù)測量圖根時，應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容：（1）使用CORS技術(shù)或者RTK技術(shù)測量圖根時，應(yīng)確保每1個圖根至少與1個相鄰的圖根通視；（2）流動觀測站架設(shè)必須嚴格按照操作要求執(zhí)行；（3）為確保測量精度，每1個圖根點應(yīng)該有2個獨立的觀測數(shù)據(jù)，且2次觀測值的平面坐標較差應(yīng)小于±30.00 mm，高程坐標的較差應(yīng)小于±50.00 mm；（4）若在CORS信號不好的區(qū)域，本次采用全站儀進行圖根測量，其檢測邊長的水平距離相對誤差應(yīng)小于1/3 000。此外，圖根導(dǎo)線測量是控制測量中的重要組成部分，圖根導(dǎo)線測量過程中應(yīng)重視以下幾個方面的內(nèi)容：（1）圖根導(dǎo)線測量的起算點一般以二級以上的RTK點、GPS點或者導(dǎo)線點為主；（2）使用全站儀測量相鄰RTK圖根點之間的邊長時，若不做高斯投影改正，則邊長的相對誤差應(yīng)小于1/6 000。

4.2 界址點測量

界址點測量包括解析法和圖解法2種類型，其中前者是以全站儀、GPS接收機和鋼尺等測量工具，通過全野外測量技術(shù)獲取界址點坐標和界址點間距的方法；后者是采用標示界址、繪制宗地草圖、說明界址點位和說明權(quán)屬界線走向等方式描述實地界址點的位置，再由數(shù)字攝影測量加密或在正射影像圖、土地利用現(xiàn)狀圖、掃描數(shù)字化的地籍圖和地形圖上獲取界址點坐標和界址點間距的方法。結(jié)合測繪區(qū)域地形地貌等，在工作底圖上識別出各類界址點以及鄰近地物的邊長，進而可利用擬用地邊界與現(xiàn)有的地物之間的距離、夾角等參數(shù)，再利用邊角交會、邊交會等方式進行界址點的測量工作。界址點的測量工作可以通過CORS平臺，采用RTK-GPS聯(lián)合測量或者全站儀、GPS等測繪方法。此外，對于界址點的測量精度要求較高，無論選擇何種測量方式，其一級精度必須滿足允許誤差為±10.00 cm，二級精度的允許誤差為±15.00 cm，三級精度的允許誤差為±20.00 cm。對陜西西咸新區(qū)灃東新城土地資源調(diào)查中各級別進行了中誤差統(tǒng)計，結(jié)果表明：本次采用聯(lián)合測繪技術(shù)獲得的一級精度誤差為±5.00 cm，二級精度誤差為±7.50 cm，三級精度誤差為±10.00 cm，其各級精度完全滿足相應(yīng)技術(shù)精度要求，說明本次所獲測量結(jié)果可靠。

4.3 地籍圖測繪

本次在陜西西咸新區(qū)灃東新城土地資源調(diào)查中地籍圖的測量采用全野外數(shù)字測圖的方式，以衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（CORS系統(tǒng)）為主，采用全站儀、GPS和RTK等現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)。在本次測量過程中對于明顯的地形要素采用極坐標法測量，而對于符合CORS系統(tǒng)或者RTK測量條件的，多采用CORS或RTK定位方法；對于上述方法不宜觀測的地形要素采用距離交會法、截距法和角度交會法等測量方式。同時，在測量過程中必須確保測量精度滿足實際需求，應(yīng)注意以下幾點事項：（1）若采用解析法進行界址點的測量，相鄰控制點的中誤差應(yīng)為圖上的±0.30 mm，限差取中誤差的2倍；（2）若采用圖解法獲取界址點信息，其相鄰界址點的中誤差應(yīng)為底圖上的±0.60 mm，限差取中誤差的2倍，山區(qū)放寬至1.5倍。

4.4 測繪精度對比

為了分析本次測繪中不同測量方法的精度，對測繪區(qū)域中某幾個區(qū)塊進行了測繪精度對比研究，本文主要分析了CORS測量數(shù)據(jù)與全站儀測量數(shù)據(jù)的精度，其結(jié)果見表1。由表1可知，CORS測量所獲結(jié)果與全站儀測量結(jié)果相比較，其X誤差介于-0.54～0.24 cm之間，Y誤差介于-0.25～0.10 cm之間，高程誤差為-0.25～0.07 cm，平面誤差為0.08～0.54 cm，其精度滿足要求。

表1 CORS測量與全站儀測量精度對比表 單位/cm

4.5 測繪成果的社會化服務(wù)

隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，推動了構(gòu)建“智慧化城市”“信息化城市”和“三維城市”的步伐。此時，以現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)和一體化數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的軟件平臺顯著地提升了土地資源調(diào)查的社會化服務(wù)效率，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）隨著城市的發(fā)展，城市中土地資源的利用現(xiàn)狀會發(fā)生變化，此時采用現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)不僅能夠及時地獲取土地資源的動態(tài)變化信息，而且以一體化數(shù)據(jù)庫為主的軟件平臺為新測繪數(shù)據(jù)的更新提供了便利，使得測繪成果的社會化服務(wù)效率顯著提升；（2）以數(shù)據(jù)庫中各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對新增的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)范管理的約束，增加了不同數(shù)據(jù)之間的可疊加性，提高了各類數(shù)據(jù)的綜合利用效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)在陜西西咸新區(qū)灃東新城土地資源調(diào)查中取得了良好的應(yīng)用效果，其測繪精度完全能夠滿足社會的基本需求，能夠滿足政府部門對陜西西咸新區(qū)灃東新城整體規(guī)劃的精度要求。同時，多種測繪技術(shù)方法的綜合應(yīng)用不僅提高了測繪效率，而且降低了測繪成本，如外業(yè)工作量等。因此，將現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)應(yīng)用到大面積的土地資源調(diào)查中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，尤其是現(xiàn)代化數(shù)字化填圖技術(shù)的綜合應(yīng)用，不僅有利于土地資源調(diào)查成果的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，而且提高了測繪成果的社會化服務(wù)效益。因此，加強現(xiàn)代化聯(lián)合測繪技術(shù)的綜合應(yīng)用是今后發(fā)展的主要方向，尤其是不同測繪方法之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等是今后研究的主要方向之一，對提高測量精度意義重大。